بررسی انتقال حرارت و انجماد برروی بافت های بیولوژیک با مدل رسانایی فوریه و غیرفوریه هایپربولیک

نوع انجام فرایند انجماد در بافتهای بیولوژیک و نرخ سرمایش در هر ناحیه آن، تاثیر فراوانی در دهیدراته شدن سلولهای بافت و همچنین نوع و نحوه تشکیل کریستالهای یخ داشته، که نقش مهمی در بقا و باززیستی سلولهای بافت پس از فرایند انجماد دارند. در این پژوهش انتقال حرارت و تغییر فاز در فرایند انجماد در بافتهای بیولوژیک با سرمایش به وسیله گرادیان دمایی بالا شبیه سازی شده است. با توجه به گرادیانهای دمایی زیاد مدل غیرفوریه رسانایی حرارتی هذلولوی استفاده شده و با قانون فوریه مقایسه می گردد. برای تغییر فاز از مدل انتالپی استفاده شده و معادله انرژی هایپربولیک در آن تعمیم داده شده است. مدل آنتالپی به صورت حجم محدود در شبکه ثابت مستطیلی به صورت بقایی حل می شوند. با توجه به نتایج در فرایند انجاماد دسترسی به نرخ سرمایش بالا و فرایندانجماد شیشه ای در عمق بافت بسیار مشکل است. در اثر سرمایش مدل هذلولوی ، انرزی و دمای بیشتر و مقدار نرخ سرمایش و نفوذ انجماد نسبت به مدل فوریه کمتری حاصل می نماید. با افزایش زمان آسایش و همچنین در نواحی با گرادیان دمایی بالاتر این اختلاف بیشتر می شود و در این نواحی زمان آسایش بافت تاثیر قابل ملاحظه ای در نحوه انجماد بافت دارد.

کلیدواژه ها:

انجماد ، انتقال حرارت ، تغییرفاز ، فوریه ، هایپربولیک